【導(dǎo)讀】110kv降壓變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)。專業(yè)電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)。日期2020年12月26日。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文任務(wù)書。導(dǎo)教師職稱工作單位及部門聯(lián)系方式牛廣文高工人事處。1XXXXXXXXXX一題目說明目的和意義。學(xué)科交叉的電力網(wǎng)絡(luò)正到廣泛的應(yīng)用。電氣設(shè)備的選擇配電裝置設(shè)計(jì)等二次部分包括控制保護(hù)測量信號(hào)自動(dòng)裝置等復(fù)。綜合化結(jié)構(gòu)微機(jī)化操作控制屏幕化用行管理智能化等特征。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容只針對(duì)變電站一次部分設(shè)計(jì)目的1鞏固和擴(kuò)大所學(xué)的專業(yè)。理論知識(shí)并在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中得到靈活應(yīng)用2學(xué)習(xí)和掌握發(fā)電廠變電站電氣。1本站經(jīng)2回110KV線路與系統(tǒng)相連分別用35KV和10KV向本地用戶供電。2環(huán)境參數(shù)海拔＜1000m最低氣溫為0℃最高溫度為35℃雷暴日20日每年。435KV出線7回最大負(fù)荷10000KVAcosφ08T4000h10kV出線10回最。大負(fù)荷3600KVAcosφ08T3000h均為一般用戶。1根據(jù)統(tǒng)一書寫要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一份字?jǐn)?shù)15000以上。答辯完成日期2020年1月11日答辯日期2020年2月25. 計(jì)算及供電范圍確定了主變壓器臺(tái)數(shù)容量及型號(hào)從而得出各元件的參數(shù)進(jìn)行等

　　

【正文】 Ug Un 2．一次回路電流查表 31 得 Ig 188A 選 LAJ－ 10－ 3005 型如表表 10KV 出線電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電流比 A 級(jí)次組合 準(zhǔn)確度 二次負(fù)荷 Ω 10 倍數(shù) 1s熱穩(wěn)定 倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定 倍數(shù) 05 級(jí) 1 級(jí) D 級(jí) LA10 3005 05D 1D DD 05 04 1 24 10 75 135 1 10 D ≥ 15 因?yàn)?I1n 300A Ig 188A 所以 Ig I1n 3．動(dòng)穩(wěn)定 ich≤ ImKdw 因?yàn)?ImKdw 300 135 57267A 57267KA ich 359A 所以 ich ImKdw 4．熱穩(wěn)定 I2tdz≤ IK 2 由斷路器校驗(yàn)時(shí)已算出 I2tdz 0292 IK 2 03752 900 所以 I2tdz ImKt 2 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求 10KV 變壓器側(cè)電流互感器的選擇及校驗(yàn) 1．一次回路電壓因?yàn)?Ug 10KV Un 10KV 所以 Ug Un 2．一次回路電流查表 31 得 Ig 5456KA＝ 1516A 選 LMCD－ 10－ 20205 型如表表 10KV 變壓器側(cè)電流互感器參數(shù)表 型號(hào) 額定電流比 A 級(jí)次組合 準(zhǔn)確度 二次負(fù)荷 Ω 10 倍數(shù) 1s熱穩(wěn)定 倍數(shù) 動(dòng)穩(wěn)定 倍數(shù) 05 級(jí) 1 級(jí) D 級(jí) LMCD10 20205 D05 D3 DD D 06 2 55 75 因?yàn)?I1n 2020A Ig 1516A 所以 Ig I1n 3．熱穩(wěn)定 I2tdz≤ ImKt 2 由斷路器校驗(yàn)時(shí)已算出 I2tdz 94255 ImKt 2 2752 22500A 225KA 所以 I2tdz ImKt 2 經(jīng)以上校驗(yàn)此電流互感器滿足各項(xiàng)要求 參數(shù)如下表 518 所示 表 518 RXW1035 型熔斷器技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 KV 額定電流 A 額定開斷容量 MVA RXW1035 35 05 1000 電流效驗(yàn)額定開斷電流大于或等于沖擊電流有效值 斷流量滿足要求所選熔斷器合適 10KV 側(cè)熔斷器的選擇由于 10KV 采用屋內(nèi)布置初選 RN210 型熔斷器參數(shù)如下表 519 所示 表 519 RN210 型熔斷器的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 額定電壓 KV 額定電流 A 額定開斷容量 MVA RN210 10 05 1000 電流效驗(yàn)額定開斷電流大于或等于沖擊電流有效值 斷流量滿足要求所選熔斷器合適 母線與電纜的選擇及校驗(yàn) 送電線路導(dǎo)線截面積選擇的一般方法是先按電流初選導(dǎo)線標(biāo)稱截面積然后進(jìn)行電壓損失機(jī)械強(qiáng)度電暈發(fā)熱等技術(shù)條件的校驗(yàn)送電線路導(dǎo)線截面的選擇應(yīng)根據(jù) 5～ 10 年電力系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)定進(jìn)行 135kV 母線的選擇 按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇母線截面 35kV 最大持續(xù)工作電流查表得 Ig 25982 A 采用鋁母線參考由熊信銀主編中國電力出版社 出版的《發(fā)電廠電氣部分》圖64 查得 T 5600ha 經(jīng)濟(jì)電流密度 J 086 A ㎜ 2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 S IgJ 69228074 9355 ㎜ 2 參考由熊信銀主編中國電力出版社出版的《發(fā)電廠電氣部分》表 514 選擇35kV 母線圍毆 80 10 型矩形母線平方允許載流量 IY 1411A θ 70℃θ 25℃ 因?qū)嶋H環(huán)境溫度θ θ 0 25℃綜合修正系數(shù) K KIY 1411 A Ig 69282 A 可滿足長期發(fā)熱要求 210kV 母線的選擇與校驗(yàn) 1 按經(jīng)濟(jì)電流密 度選擇及母線截面 10kV 最大持續(xù)工作電流查表得 Ig 45468 kA 采用鋁母線由《發(fā)電廠電氣部分》圖 64 查得 T 5600ha 經(jīng)濟(jì)電流密度 J 074A ㎜ 2 則母線經(jīng)濟(jì)截面為 S IgJ 121244074 16384 ㎜ 2 參考由熊信銀主編中國電力出版社出版的《發(fā)電廠電氣部分》附表 21 選用每相 2 條 80mm 10mm 800 ㎜ 2 矩形 S 鋁導(dǎo)體平時(shí) IN 2218 采用效應(yīng)系數(shù) KS 130因?qū)嶋H環(huán)境溫度θ θ 0 25℃ 參考由熊信銀主編中國電力出版社出版的《發(fā)電廠電氣部分》表 517 綜合修正系數(shù) K 100 故θ 25℃允許電流為 KY 1 2128 2128 A Ig 121244A 可滿足長期發(fā)熱要求 2 熱穩(wěn)定校驗(yàn) 由短路電流周期分量θ k θ p 165[ kA 2S] 母線正常運(yùn)行最高溫度為 θ w θ θ al－θ IIal 2 25 7025 1212442128 2 396℃ 參考《發(fā)電廠電氣部分》表 63 得 C 99 則母線最小截面 Smin 為 Smin C 14783 1600 mm2 滿足熱穩(wěn)定 3 動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn) 由短路電流計(jì)算結(jié)果表查得短路沖擊電流為 ich 1989 kA 相間距離 d 取 035m fph 17310 7 la ich2β 17310 7 1035 1989103 1 2468 Nm Wph bh33 00100833 21310 5 m3 σ ph fph l310 Wph 2468152 1021310 5 261106 pa 由 bh 1080 0125 2bb bR 2 1010 1080 0111 參考熊信銀主編的《發(fā)電廠電氣部分》圖 215 得 K12 048 同相條件應(yīng)為 Fb 02510 7ich2bK12 025 10 7 198902020 048 4747 Nm Lt 15110 129 即會(huì)滿足動(dòng)穩(wěn)定所必須的最少襯墊數(shù)為 2 個(gè)實(shí)際襯墊距為 lb L2 152 075n1＜ Lt 滿足動(dòng)穩(wěn)定的要求 310kV 出線電纜的選擇及校驗(yàn) 1 按額定電壓 Ug＜ Un 2 按最大持續(xù)工作電流選擇電纜面積 S 查表得 Ig 5196A 參考由熊信銀主編中國電力出版社出版的《發(fā)電廠電氣部分》附表 24 附表26 選擇 S 120 ㎜ 2 電纜 溫度修正系數(shù) Kt θal θ θal 25 90159025 115 其中θ為土壤溫度參考《發(fā)電廠電氣部分》附表 29 及附表 210 得土壤熱阻修正系數(shù) KS 10 直埋兩根并列整設(shè)系數(shù) K4 092 允許載流量 Ial KlK3K4In 11510 092 245 25921＜ 38813 A 滿足長期發(fā)熱要求 電氣設(shè)備選擇參數(shù)一覽表見附錄 完整的一次部分接線圖見附錄 6 配電裝置的設(shè)計(jì) 61 配電裝置設(shè)計(jì)的基本原理 配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策遵循有關(guān)規(guī)程規(guī)范及技術(shù)規(guī)定并根據(jù)電力系統(tǒng)自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行檢 修施工方面的要求合理制定布置方案和選用設(shè)備積極慎重地選用新布置新設(shè)備新材料新結(jié)構(gòu)使配電裝置設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新做到技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理運(yùn)行可靠和維護(hù)方便 發(fā)電廠和變電站的配電裝置型式選擇應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件因地制宜節(jié)約用地并結(jié)合運(yùn)行檢修和安裝要求通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較予以確認(rèn)在確定配電裝置型式時(shí)必須滿足節(jié)約用地運(yùn)行安全和操作巡視方便便于檢修和安裝節(jié)約材料降低造價(jià)等要求 62 配電裝置的作用 配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式由開關(guān)電器保護(hù)和測量電器母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置其作用是在正常運(yùn)行情況下接 受和分配電能而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)迅速切斷故障部分維持系統(tǒng)正常運(yùn)行 63 對(duì)配電裝置的基本要求和設(shè)計(jì)步驟 一基本要求 1 在配電裝置設(shè)計(jì)中必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策遵循國家頒發(fā)的有關(guān)規(guī)程規(guī)范及技術(shù)規(guī)定做到安全可靠技術(shù)先進(jìn)經(jīng)濟(jì)合理和維修方便 2 根據(jù)其在電力系統(tǒng)中的地位環(huán)境條件和運(yùn)行安裝檢修的要求合理的制定布置方案和選用設(shè)備保證足夠的安全距離應(yīng)采用行之有效的新技術(shù)新設(shè)備新布置和新材料 3 保證運(yùn)行安全和操作巡視方便 4 必須堅(jiān)持節(jié)約用地的原則應(yīng)布置緊湊少占地尤其是良田 5 節(jié)省材料降低造價(jià) 6 根據(jù)工程特點(diǎn)規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃 遠(yuǎn)近期結(jié)合以近期為主適當(dāng)考慮擴(kuò)建的要求 二設(shè)計(jì)基本步驟 1 選擇配電裝置的型式 根據(jù)電壓等級(jí)電氣設(shè)備的型式出線多少和方式有無電抗器地質(zhì)地形及環(huán)境條件等因素選擇配電裝置的型式 2 擬定配置圖 3 設(shè)計(jì)配電裝置的平面圖和斷面圖 一中型配電裝置 1 屋外普通中型配電裝置 屋外普通中型配電裝置的特點(diǎn)是將所有電氣設(shè)備均安裝在同一水平面上并安裝在一定高度的基礎(chǔ)上而母線一般采用軟導(dǎo)線安裝在構(gòu)架上稍高于電氣設(shè)備所在平面 中型配電裝置應(yīng)設(shè)備安裝位置較低便于施工安裝檢修與維護(hù)操作構(gòu)架高度低抗震性能好布置清晰不易發(fā)生誤操作運(yùn)行可靠 所用的鋼材比較少造價(jià)低主要缺點(diǎn)是占地面積大普通中型配電裝置是我國有豐富設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的配電裝置廣泛應(yīng)用于 220kV 及以下的屋外配電裝置中 2 分相中型配電裝置 隔離開關(guān)分相布置在母線正下方的中型配電裝置稱為分相中型配電裝置分相中型配電裝置除具有中型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)外還具有接線簡單清晰由于采用鋁合金硬圓管母線可以縮小母線相間距離較低架構(gòu)高度采用伸縮式隔離開關(guān)可以進(jìn)一步減小占地面積較普通中型布置節(jié)省占地面積 13 左右其缺點(diǎn)是施工復(fù)雜使用的支柱絕緣子防污還抗震能力差 二高型配電裝置 屋外高型配電裝置的特點(diǎn)是母線及電氣設(shè) 備分別布置在幾個(gè)不同的高度上兩組母線及母線隔離開關(guān)上下重疊布置與普通中型配電裝置相比可節(jié)省占地面積 50 左右高型配電裝置的主要缺點(diǎn)是對(duì)上層設(shè)備的操作與維護(hù)工作條件較差耗用鋼材比普通中型高 1560 抗震性能差高型配電裝置主要用于土地及其匱乏的地區(qū)或場地狹窄或需要大量開挖回填土石方的地方等 三半高型配電裝置 半高型配電裝置吸收了中高型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)并克服兩者的缺點(diǎn)它的特點(diǎn)是兩組母線的高度不同將旁路母線或主母線置于高一層的水平面上并與斷路器電流互感器等設(shè)備重疊布置從而縮小了縱向尺寸高型配電裝置的優(yōu)點(diǎn)是占地面積比普通中 型布置減少 30 除旁路母線和旁路隔離開關(guān)布置在上層外其余部分有中型布置基本相同運(yùn)行維護(hù)較方便易被運(yùn)行人員所接受這種布置的缺點(diǎn)是檢修上層母線和隔離開關(guān)不方便半高型布置適用于 110220kV 配電裝置但在 110kV 配電裝置中應(yīng)用的比較廣泛 7 防雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 電氣設(shè)備在運(yùn)行中承受的過電壓有來自外部的雷電過電壓和由于系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)電磁能產(chǎn)生振蕩積聚而引起的內(nèi)部過電壓兩種類型按其產(chǎn)生原因它們又可分為以下幾類雷電過電壓分為直擊雷過電壓感應(yīng)雷過電壓和侵入雷電波過電壓內(nèi)部過電壓包括工頻過電壓諧振過電壓以及操作過電壓操作 電容負(fù)荷過電壓操作電感負(fù)荷過電 71 變電站防雷保護(hù)的目的及意義 變電所可采用的防雷措施有用避雷針保護(hù)全所電氣設(shè)備不受直接雷擊用進(jìn)線段避雷線防止架空進(jìn)線受直接雷擊用避雷器保護(hù)變電所的電氣設(shè)備不受雷電侵入波的損壞采用防雷保護(hù)使雷電流流入大地避免設(shè)備機(jī)器和人身造成傷害 72 變電站直擊雷保護(hù)的設(shè)計(jì) 1 變電站應(yīng)裝設(shè)直擊雷保護(hù)裝置的設(shè)施 1 屋外配電裝置包括組合導(dǎo)線和母線廊道 2 油處理室燃油泵房露天油罐及其架空管道裝設(shè)油臺(tái)大型變壓器修理間易燃材料倉庫等建筑物 3 雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)的主廠房主控制室和高壓屋內(nèi)配電裝置室 2 直擊雷保護(hù)的措施 1 對(duì)主廠房需裝設(shè)的直擊雷保護(hù)或?yàn)榱吮Ｗo(hù)其它設(shè)備而在主廠房上裝設(shè)的避雷針應(yīng)采取如下措施 a．加強(qiáng)分流用扁鋼將所有避雷針?biāo)竭B接起來并與主廠房內(nèi)鋼筋焊接成一體在適當(dāng)?shù)胤浇右戮€一般應(yīng)每隔 10～ 20m 引一根引下線數(shù)目盡可能多些 b．防止反擊設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線的入地點(diǎn)避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備 c．裝設(shè)集中接地裝置上述接地應(yīng)與總接地網(wǎng)連接并在連接處加裝集中接地裝置其工頻接地電阻應(yīng)不大于 10Ω 2 主控制室及屋內(nèi)配電裝置直擊雷的保護(hù)措施 a．若有金屬屋頂或屋頂上有金屬結(jié)構(gòu) 時(shí)將金屬部分接地 b．屋頂為鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)將其鋼筋焊接成網(wǎng)接地 綜上對(duì)變電所必須進(jìn)行防雷保護(hù)的對(duì)象和措施可見表 71 表 71 變電所必須進(jìn)行防雷保護(hù)的對(duì)象和措施 建筑物及構(gòu)筑物名稱 建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 防雷措施 110kV 及以上配電裝置 金屬結(jié)構(gòu) 在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針或獨(dú)立避雷針 鋼筋混泥土結(jié)構(gòu) 在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針或獨(dú)立避雷針當(dāng)在架構(gòu)上裝設(shè)避雷針時(shí)可將架構(gòu)支柱主鋼筋作引下線接地作引下線的鋼筋不少于 2 根 屋外安裝的變壓器 裝設(shè)獨(dú)立避雷針 屋外組合導(dǎo)線及母線橋 裝設(shè)獨(dú)立避雷針在不能裝設(shè)獨(dú)立避雷針時(shí) 考慮在附近主廠房屋頂裝設(shè)避雷針 主控制樓室 金屬結(jié)構(gòu) 金屬架構(gòu)接地 但在雷電活動(dòng)特殊強(qiáng)烈地區(qū)應(yīng)設(shè)獨(dú)立避雷針 鋼筋混